JPS6078638A - Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 - Google Patents
Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法Info
- Publication number
- JPS6078638A JPS6078638A JP18811983A JP18811983A JPS6078638A JP S6078638 A JPS6078638 A JP S6078638A JP 18811983 A JP18811983 A JP 18811983A JP 18811983 A JP18811983 A JP 18811983A JP S6078638 A JPS6078638 A JP S6078638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- adsorbent
- adsorption
- tower
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
気体より低温下で選択的にＮ２を吸着する低温用Ｎ２吸
着剤と、そのＮ２吸着剤金使用しての空気より０２ 、
Ｎ２を分離する方法に関するものである。
着剤と、そのＮ２吸着剤金使用しての空気より０２ 、
Ｎ２を分離する方法に関するものである。
Ｎ２吸着剤を利用した空気からの０２， Ｎ２吸着分離
法は、装置が小型簡易であり、又無人運転に近い殆ど保
守を必要としない利点をもつ為、０２製造量１ ｏ−３
，ｏ ０ ０ Ｎ ｔｒ？ − ０２／ ｈ程度の中小
型装置トシて近年使用例が増えてきており、深冷分離装
置で作られる液体酸素を輸送して使用するケースについ
ての代替が進行している。
法は、装置が小型簡易であり、又無人運転に近い殆ど保
守を必要としない利点をもつ為、０２製造量１ ｏ−３
，ｏ ０ ０ Ｎ ｔｒ？ − ０２／ ｈ程度の中小
型装置トシて近年使用例が増えてきており、深冷分離装
置で作られる液体酸素を輸送して使用するケースについ
ての代替が進行している。
この装置の代表的なものの概要を述べると、装置は空気
圧縮機、及び２塔又はそれ以上のＮ２吸着塔、又場合に
よっては真空ポンプ等から構成でれる。この装置におい
て、１塔に圧縮空気を送ると、充填されたＮ２吸着剤に
より空気中のＮ２は吸着除去されて、残る高圧０２は吸
着塔の後方に流出し回収される。一方、他塔では吸着し
たＮ２を減圧条件で放出させ（時として製品０２の一部
を向流で流すとか、真空ポンプで強力にＮ２を除去する
方法もとられる）再生する。これを交互にくり返して連
続的にｏ、 、 Ｎ２を分離する。
圧縮機、及び２塔又はそれ以上のＮ２吸着塔、又場合に
よっては真空ポンプ等から構成でれる。この装置におい
て、１塔に圧縮空気を送ると、充填されたＮ２吸着剤に
より空気中のＮ２は吸着除去されて、残る高圧０２は吸
着塔の後方に流出し回収される。一方、他塔では吸着し
たＮ２を減圧条件で放出させ（時として製品０２の一部
を向流で流すとか、真空ポンプで強力にＮ２を除去する
方法もとられる）再生する。これを交互にくり返して連
続的にｏ、 、 Ｎ２を分離する。
上記の吸着塔に充填していたＮ２吸着剤の代表的なもの
は、ユニオンカーバイド社により実用化きれたＮａ−Ａ
型ゼオライトの６０〜７０％Ｃａ交換体であり、Ｏｘ
、 Ｎ２２成分混合ガスからＮ２を選択的に吸着するも
のであって、空気条件下での０２の共吸着はＮ２吸着の
１０％以下と推定される。
は、ユニオンカーバイド社により実用化きれたＮａ−Ａ
型ゼオライトの６０〜７０％Ｃａ交換体であり、Ｏｘ
、 Ｎ２２成分混合ガスからＮ２を選択的に吸着するも
のであって、空気条件下での０２の共吸着はＮ２吸着の
１０％以下と推定される。
この吸着によるＯｘ 、 Ｎｘ分離装置は中小型領域で
有利と述べたが、ＩＮｍ’の０２を製造するのに０．７
５〜ｌＫｗｈを必要とし、大容量深冷分離法で製造され
る０２の０．４５ Ｋｗｈに比し消費電力は太きい。
有利と述べたが、ＩＮｍ’の０２を製造するのに０．７
５〜ｌＫｗｈを必要とし、大容量深冷分離法で製造され
る０２の０．４５ Ｋｗｈに比し消費電力は太きい。
又装置容量の増大に対するスケールメリットが少＜ 、
３，０ＯＯＮＦＦ？−ｏ２／ｈ以上の領域では深冷分離
法に競合できないといわれている。
３，０ＯＯＮＦＦ？−ｏ２／ｈ以上の領域では深冷分離
法に競合できないといわれている。
従って、これら欠点についての改善方法が種々考えられ
るが、本発明に関連して改善方法を述べると以下のよう
な障害が通常出現する。
るが、本発明に関連して改善方法を述べると以下のよう
な障害が通常出現する。
先ず、消費電力の低減については、送風圧力を低くして
低圧で吸着操作を行なう事が考えられるが、Ｎ２吸着量
が圧力にほぼ比例して低下する為、装置の容量が極めて
増大する。次に、吸着量の増大を図る為に低温条件で吸
着操作を行なう事が考えられるが、この場合はＮ２吸着
量は増大するものの吸着・脱着速度が著しく低下する為
、同一塔長での製品０２濃度が室温時よりもかえって低
下してしまう。又温度の低下に伴ないＮ２吸着時の０２
共吸着量が上昇する為、動力原単位が漸次上昇する。
低圧で吸着操作を行なう事が考えられるが、Ｎ２吸着量
が圧力にほぼ比例して低下する為、装置の容量が極めて
増大する。次に、吸着量の増大を図る為に低温条件で吸
着操作を行なう事が考えられるが、この場合はＮ２吸着
量は増大するものの吸着・脱着速度が著しく低下する為
、同一塔長での製品０２濃度が室温時よりもかえって低
下してしまう。又温度の低下に伴ないＮ２吸着時の０２
共吸着量が上昇する為、動力原単位が漸次上昇する。
そこで本発明者は、上記欠点を改善した低温、低圧吸着
条件下での高性能な０２．Ｎ２の分離方法につき鋭意研
究、実験を進める過程で、Ｎａ−Ｘ型、Ｎａ−Ｙ型ゼオ
ライトに代表される鉱物者ナトリウムファウジャサイト
のＮａイオンの少なくとも３０〜１００チをミ［イオン
でイオン交換した後、温度４５０℃以上の条件で熱処理
することにより、未処理のＮａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙ型等ファ
ウジャサイトに比べ更に低温低圧吸着条件下でＮ２吸着
量が増大する吉ともに実用的範囲でのＮ２吸着速度の維
持が可能であり、かつＮ２吸着選択性の減少が小さいこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
条件下での高性能な０２．Ｎ２の分離方法につき鋭意研
究、実験を進める過程で、Ｎａ−Ｘ型、Ｎａ−Ｙ型ゼオ
ライトに代表される鉱物者ナトリウムファウジャサイト
のＮａイオンの少なくとも３０〜１００チをミ［イオン
でイオン交換した後、温度４５０℃以上の条件で熱処理
することにより、未処理のＮａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙ型等ファ
ウジャサイトに比べ更に低温低圧吸着条件下でＮ２吸着
量が増大する吉ともに実用的範囲でのＮ２吸着速度の維
持が可能であり、かつＮ２吸着選択性の減少が小さいこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
以下に、先ず本発明の吸着剤について説明する。
ナトリウムファウジャサイトのＮａイオンの少なくとも
３０〜１００チをＳｒイオンでイオン交換した後、４５
０℃以上の条件で熱処理すると、吸着活性点の強度が著
しく増強され、これがＮ２吸着に有利に作用するものと
推察される。
３０〜１００チをＳｒイオンでイオン交換した後、４５
０℃以上の条件で熱処理すると、吸着活性点の強度が著
しく増強され、これがＮ２吸着に有利に作用するものと
推察される。
次に、具体例により詳細に説明する。
ファウジャサイトの代表として本発明者等は経済性を考
慮してＮａ −Ｘ型ゼオライトを使用した。
慮してＮａ −Ｘ型ゼオライトを使用した。
先ず、Ｎａ −Ｘ型ゼオライトを各調整条件毎に３ Ｋ
ｇずつ分取しＳｒＣ／ｚ 水溶液に浸漬し、Ｎａ−Ｘ型
ゼオライトの有するＮａイオンの３０〜１００％をＳｒ
イオンとイオン交換する。更にこれらイオン交換された
Ｘ型ゼオライトをろ過した後純水にて洗浄し、これ等に
バインダーとしてＡｅ（ｌ］０３ゾル及び気孔伺与剤を
各１００Ｐずつ添加し均一になる迄混合する。この混合
物からエクストルーダを使用して１ｍ１２１のペレット
に造粒した。
ｇずつ分取しＳｒＣ／ｚ 水溶液に浸漬し、Ｎａ−Ｘ型
ゼオライトの有するＮａイオンの３０〜１００％をＳｒ
イオンとイオン交換する。更にこれらイオン交換された
Ｘ型ゼオライトをろ過した後純水にて洗浄し、これ等に
バインダーとしてＡｅ（ｌ］０３ゾル及び気孔伺与剤を
各１００Ｐずつ添加し均一になる迄混合する。この混合
物からエクストルーダを使用して１ｍ１２１のペレット
に造粒した。
この後、４５０℃で１時間電気炉で熱処理して活性化し
、第１表に示すようにＮａ−Ｘ型ゼオライとを各３紹ず
つ３種類紙作した。
、第１表に示すようにＮａ−Ｘ型ゼオライとを各３紹ず
つ３種類紙作した。
第１表 試作条イ１１
これらの吸着剤を用い、第１図に示す空気分離装置で空
気からのｏ２＋ Ｎ２分離を試みだ。
気からのｏ２＋ Ｎ２分離を試みだ。
以下第１図に基づいて実施した空気分離の操作を説明す
る。
る。
入口側ライン１を通じて圧縮機２で１．０５〜３ａｌａ
に加圧された空気は、流路３から脱湿、脱ＣＯ２塔４に
入り、極めて清浄な加圧空気となる。
に加圧された空気は、流路３から脱湿、脱ＣＯ２塔４に
入り、極めて清浄な加圧空気となる。
流路３゛の後方に設置されたパルプ５は開となっており
、清浄な加圧空気は流路６及び開状態のパルプ７を通じ
て吸着塔８に入る。吸着塔８に入った加圧空気はＮ２吸
着剤９でＮ２が吸着除去嘔れて後方に行くに従がい０２
濃度が上昇する。この後加圧空気は開状態のパルプ１０
、１１ 、１２及びパルプ１１ 、１２の間に挿入さ
れた製品０２クンク１３を通じて製品さとして回収され
る。一方、製品０２の一部は流路１４の途中にある減圧
弁１５で減圧嘔れて、開状態のパルプｌσを通じて吸着
塔８゛に入る。吸着塔８°は開状態のパルプ１６及び流
路１７を通じて連結された真空ポンプ１８で減圧されて
おり、この為吸着塔８゛は空気流れと反対方向に製品０
２の一部が負圧状態で流れ、吸着塔８゛中のれＮ２吸着
剤９′は短時間で再生される。吸着塔８のＮ２吸着剤９
が飽和し、一方吸着塔８゛のＮ２吸着剤９°からＮ２が
離脱して再生が済むと、入口空気の流路６を６′に切り
換え、今迄述べた方法を交互に行なうと製品０２が連続
的に回収できる。なお、入口の清浄な加圧空気のライン
３′と離脱Ｎ２を主成分とするガスライン１７の間は熱
交換器１９で、熱交換可能となっており、製品０２ライ
ン２１と流路３°との間も又熱交換器２２で熱交換可能
となっている。又流路３°には圧縮式冷凍機２０が設置
されている為、極めて能率的に吸着塔８及び８゛は冷却
され低温条件に設定される。
、清浄な加圧空気は流路６及び開状態のパルプ７を通じ
て吸着塔８に入る。吸着塔８に入った加圧空気はＮ２吸
着剤９でＮ２が吸着除去嘔れて後方に行くに従がい０２
濃度が上昇する。この後加圧空気は開状態のパルプ１０
、１１ 、１２及びパルプ１１ 、１２の間に挿入さ
れた製品０２クンク１３を通じて製品さとして回収され
る。一方、製品０２の一部は流路１４の途中にある減圧
弁１５で減圧嘔れて、開状態のパルプｌσを通じて吸着
塔８゛に入る。吸着塔８°は開状態のパルプ１６及び流
路１７を通じて連結された真空ポンプ１８で減圧されて
おり、この為吸着塔８゛は空気流れと反対方向に製品０
２の一部が負圧状態で流れ、吸着塔８゛中のれＮ２吸着
剤９′は短時間で再生される。吸着塔８のＮ２吸着剤９
が飽和し、一方吸着塔８゛のＮ２吸着剤９°からＮ２が
離脱して再生が済むと、入口空気の流路６を６′に切り
換え、今迄述べた方法を交互に行なうと製品０２が連続
的に回収できる。なお、入口の清浄な加圧空気のライン
３′と離脱Ｎ２を主成分とするガスライン１７の間は熱
交換器１９で、熱交換可能となっており、製品０２ライ
ン２１と流路３°との間も又熱交換器２２で熱交換可能
となっている。又流路３°には圧縮式冷凍機２０が設置
されている為、極めて能率的に吸着塔８及び８゛は冷却
され低温条件に設定される。
なお、吸着塔の切り換にあたっては単純に流路を６から
６１へ（又はその逆）切り換えるだけでなく、切り換え
直後の昇圧に伴なう入１コ空気の吹きぬけを防ぎ、かつ
吸着塔の後方に残存する０２及び前方の加圧空気の系外
への放出を最小にする為、先ず、パルプ１０ 、１５
、１０’を全開にして吸着直後の吸着塔８の後方の残存
０２を再生直後の吸着塔８°に一部移す。この時吸着塔
８の圧力をｐｏ（ａｔａ） ＋吸着塔８°の圧力をＰ＋
（ａｔａ）とすこの後、約Ｐｏ ＋ ” （２ｔａ）と
なった吸着塔８°はバルブ１０°、１１″を開として製
品０２タンク１３と吸着塔を均圧化して、吸着塔８゛を
更に高圧の０２で満だす。製品タンク１３との均圧時の
圧力Ｐ２（ａｈａ）は吸着塔８，８″の死容積をＶ＋（
ｌり 、製品０２タンク１３の容量を’ｈ（１）とする
と均圧前の製品０２タンク１３の圧力をＰｏ（ａｔａ）
にほぼ等しいとすると、均圧化圧力Ｐ２（ａｔａ）は概
略 となり、単に塔を切り換える時のＰ＋ （ａ Ｌａ ）
からＰｏ（ａｔａ）への急速な昇圧に比べ、以上の操作
ではＰＨ（ａｔａ）、Ｐｏ＋ ” （Ｂｔａ）、Ｐｚ（
ａｔａ）、Ｐｇ（ａｈａ）とゆるやかに昇圧する為、昇
圧等の空゛気の吹き抜けを防止しつつ、脱着工程での残
存０２、高圧空気の系外への放出を最小にするような対
策が可能となっている。
６１へ（又はその逆）切り換えるだけでなく、切り換え
直後の昇圧に伴なう入１コ空気の吹きぬけを防ぎ、かつ
吸着塔の後方に残存する０２及び前方の加圧空気の系外
への放出を最小にする為、先ず、パルプ１０ 、１５
、１０’を全開にして吸着直後の吸着塔８の後方の残存
０２を再生直後の吸着塔８°に一部移す。この時吸着塔
８の圧力をｐｏ（ａｔａ） ＋吸着塔８°の圧力をＰ＋
（ａｔａ）とすこの後、約Ｐｏ ＋ ” （２ｔａ）と
なった吸着塔８°はバルブ１０°、１１″を開として製
品０２タンク１３と吸着塔を均圧化して、吸着塔８゛を
更に高圧の０２で満だす。製品タンク１３との均圧時の
圧力Ｐ２（ａｈａ）は吸着塔８，８″の死容積をＶ＋（
ｌり 、製品０２タンク１３の容量を’ｈ（１）とする
と均圧前の製品０２タンク１３の圧力をＰｏ（ａｔａ）
にほぼ等しいとすると、均圧化圧力Ｐ２（ａｔａ）は概
略 となり、単に塔を切り換える時のＰ＋ （ａ Ｌａ ）
からＰｏ（ａｔａ）への急速な昇圧に比べ、以上の操作
ではＰＨ（ａｔａ）、Ｐｏ＋ ” （Ｂｔａ）、Ｐｚ（
ａｔａ）、Ｐｇ（ａｈａ）とゆるやかに昇圧する為、昇
圧等の空゛気の吹き抜けを防止しつつ、脱着工程での残
存０２、高圧空気の系外への放出を最小にするような対
策が可能となっている。
以上の操作方法で第１図に記載された装置で空気分離を
行なった。この時の装置の操作諸元を第２表に示す。
行なった。この時の装置の操作諸元を第２表に示す。
だ。
結果は第２〜６図に要約して示す。
・以下、第２〜６図に沿って逐次本発明吸着剤による空
気からの圧力スイング弐〇２．Ｎ２吸着分離が、低温条
件下において、未処理のＮａ−Ｘ等のファウジャサイト
吸着剤による空気分離に対し、どの程度改善されるかを
説明する。
気からの圧力スイング弐〇２．Ｎ２吸着分離が、低温条
件下において、未処理のＮａ−Ｘ等のファウジャサイト
吸着剤による空気分離に対し、どの程度改善されるかを
説明する。
第２図において横軸はイオン交換率であり、縦軸は毎時
ＩＮ？？／の０２を製造するのに必要な消費電力、即ち
動力原単位である。
ＩＮ？？／の０２を製造するのに必要な消費電力、即ち
動力原単位である。
第１表に示す吸着剤を充填して評価を行なったが、○印
は吸着操作温度２０℃、目印は０℃、Δ印は一３０℃に
変更した時の動力原単位である。
は吸着操作温度２０℃、目印は０℃、Δ印は一３０℃に
変更した時の動力原単位である。
なお、吸着圧力（以下Ｐａ）は１−５ ａｔａ 、再生
圧力（以下、Ｐ＋）は０．２ａｔａ、空気流速（以下、
Ｕ）は０．８ｃｍ／ｓｅｃとしだ。
圧力（以下、Ｐ＋）は０．２ａｔａ、空気流速（以下、
Ｕ）は０．８ｃｍ／ｓｅｃとしだ。
第３図において横軸は、第２図と同じくイオン交換率で
あり、縦軸は出口０２濃度である。図中の温度を表わす
○９ロ、Δ印は第２図と同じであり、ＰＯ＋ ｐ、、
ｕも第２図の場合と同じである。
あり、縦軸は出口０２濃度である。図中の温度を表わす
○９ロ、Δ印は第２図と同じであり、ＰＯ＋ ｐ、、
ｕも第２図の場合と同じである。
第２図から判るように、イオン交換率が３０％少する。
この性質は室温ないし低温域の両方で保持されている。
更に第３図で示はれるように、本発明処理に伴ない吸着
塔出口０２濃度が上昇しており、動力原単位の低減効果
と同様に室温ないし低温域の両方で有効である。
塔出口０２濃度が上昇しており、動力原単位の低減効果
と同様に室温ないし低温域の両方で有効である。
以上の事から判るように、Ｎａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙ等で代表
されるファウジャサイトのＮａイオンの少なくとも３０
％以上をＳ［イオンでイオン交換したものを、４５０℃
以上で熱処理する事で動力原単位において１２％程度の
低減が泪れる。更に出口０２濃度が同一塔長において１
０１以上向上している事から製品の品質という点からも
付加的な利益を生じている事が例証きれる。
されるファウジャサイトのＮａイオンの少なくとも３０
％以上をＳ［イオンでイオン交換したものを、４５０℃
以上で熱処理する事で動力原単位において１２％程度の
低減が泪れる。更に出口０２濃度が同一塔長において１
０１以上向上している事から製品の品質という点からも
付加的な利益を生じている事が例証きれる。
次に、イオン交換率５０％（すなわち第１表の１１＆１
２）のＮａ−Ｘについての空気からノ０２．Ｎ２分離特
性を評価した（第４〜６図）。
２）のＮａ−Ｘについての空気からノ０２．Ｎ２分離特
性を評価した（第４〜６図）。
第４図に於いて横軸は吸着圧力を、縦軸は動力原単位を
示している。図中、・印は未処理のＮａ−Ｘを、○印は
イオン交換率５０チの本発明実施品を示している。なお
、ｐ、はＱ２ａｔａ 、 ｕは０８ｃｍ ／ ！＋ｅｃ
、吸着操作温度は２０℃とした。
示している。図中、・印は未処理のＮａ−Ｘを、○印は
イオン交換率５０チの本発明実施品を示している。なお
、ｐ、はＱ２ａｔａ 、 ｕは０８ｃｍ ／ ！＋ｅｃ
、吸着操作温度は２０℃とした。
第４図から判るように、未処理Ｎａ−Ｘに比し、１２％
の動力原単位の低減が計ら°れている。まだ、深冷分離
法の動力原単位０．４５−０．６ Ｋｗ ｈ ／ Ｎｎ
？ −０２、現行Ｎ２吸着剤の０．７ Ｋｗｈ／ Ｎｍ
’ −０２を考えると吸着圧力ＰＧは３ａｔａ〜大気圧
、より好ましくは２ａｔａ〜大気圧の低圧域が妥当であ
る。
の動力原単位の低減が計ら°れている。まだ、深冷分離
法の動力原単位０．４５−０．６ Ｋｗ ｈ ／ Ｎｎ
？ −０２、現行Ｎ２吸着剤の０．７ Ｋｗｈ／ Ｎｍ
’ −０２を考えると吸着圧力ＰＧは３ａｔａ〜大気圧
、より好ましくは２ａｔａ〜大気圧の低圧域が妥当であ
る。
第５図において、横軸は脱着圧力ｐ、を、縦軸は動力原
単位を示し図中・印、○印の記号は第４図に対応し、Ｐ
ｏは１．５ａｔａ 、ｕはＱ８Ｃｒｎ／５ｅｃ−吸着操
作温度は２０℃とした。
単位を示し図中・印、○印の記号は第４図に対応し、Ｐ
ｏは１．５ａｔａ 、ｕはＱ８Ｃｒｎ／５ｅｃ−吸着操
作温度は２０℃とした。
第５図から判るように、脱着圧力Ｐ１としては、深冷分
離法、現行Ｎ２吸着法との競合性からみて０．０８０．
５ ａ ｔ ａ、より好ましくは０．１−０．３ ａ
ｔ ａ付近が望ましいものと思われる。
離法、現行Ｎ２吸着法との競合性からみて０．０８０．
５ ａ ｔ ａ、より好ましくは０．１−０．３ ａ
ｔ ａ付近が望ましいものと思われる。
第６図において、横軸は吸着温度を、縦軸は吸着塔出口
ｏ２濃度を示し、図中・印、○印の記号は第４図に対応
し、Ｐ、は１．５ａ Ｌａ 、ＰＩは０．２ａｔａ、Ｕ
は０．８ ｃｍ ／就としだ。
ｏ２濃度を示し、図中・印、○印の記号は第４図に対応
し、Ｐ、は１．５ａ Ｌａ 、ＰＩは０．２ａｔａ、Ｕ
は０．８ ｃｍ ／就としだ。
第６図から判るように同一塔長のもとでは出口側０２濃
度は冷却とともに漸次上昇するが、経済性を考慮した場
合０〜６０℃が好ましい範囲といえる。出口０２濃度は
イオン交換された本発明のＮａ−Ｘが未処理のＮａ−Ｘ
を使用した場合を常に１廻る。
度は冷却とともに漸次上昇するが、経済性を考慮した場
合０〜６０℃が好ましい範囲といえる。出口０２濃度は
イオン交換された本発明のＮａ−Ｘが未処理のＮａ−Ｘ
を使用した場合を常に１廻る。
また、Ｎａ−Ｙ型ゼオライＩ・についても上記と同様の
試験を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
試験を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
更に本発明者等は、第７図に示すような簡易型吸着試験
装置を用いてＳｒイオン交換きれたＮａ−Ｘ型ゼオライ
ト（第１表に示す）のＮ２吸着ガス量および０２吸着ガ
ス）ｊｌ：を出側し、本発明の実用性を確認した、 第７図は吸着試験のために本発明者等が試作した装置の
概略説明図である。
装置を用いてＳｒイオン交換きれたＮａ−Ｘ型ゼオライ
ト（第１表に示す）のＮ２吸着ガス量および０２吸着ガ
ス）ｊｌ：を出側し、本発明の実用性を確認した、 第７図は吸着試験のために本発明者等が試作した装置の
概略説明図である。
以下第７図に基づいて実施した吸着試験の操作を説明す
る。２２は高圧の空気ボンベである。
る。２２は高圧の空気ボンベである。
ボンベ２２を出た高圧空気は減圧器２３を経てパルプ２
４に至る。減圧器２３とパルプ２４の間にブルドン管式
圧力計２５が設置され圧力の測定が可能であり、本試験
では減圧器２３とブルドン管式圧力ａ１２５により入口
圧力を１，５ａｔａに設定した。内径１０ｍ５、長さ３
００■のステンレス製の吸着塔２７にイオン交換された
Ｎａ−Ｘ型ゼオライト２８（すなわち第１弄のｌＩＩ＆
１２）を充填した後、吸着塔２７を温度調節浴２９に浸
漬し温度調節浴２９を一５０℃〜３０℃に設定する。そ
の後、パルプ２４ 、２６を閉じ、パルプ３０を開にし
、真空ポンプ３１で吸着塔内を０１〜Ｑ、５ａＬａに減
圧した。ひき続きパルプ３０を閉にし、パルプ２４及び
２６を開にして加圧空気を吸着塔２７へ流過させ、フロ
ート式流量３１３２を通じて酸素濃度計３３に全量流入
させて出口側０２濃度を計測し、更にこのデーターは自
記式記録計３４で記録した。まだ、吸着塔２７内のイオ
ン交換されたＮａ−Ｘ型ゼオライト２８に吸着量れたＮ
２は、ノくルプ２４及び２６を閉じ、パルプ３０を開に
し、真空ポンプ３１で吸着塔内を０．１〜０．５ａｔａ
に減圧することで容易に離脱されるので、そのときの脱
着ガス量を積算流量計３５で、脱着ガス濃度を酸素濃度
計３６でそれぞれ計測した。
４に至る。減圧器２３とパルプ２４の間にブルドン管式
圧力計２５が設置され圧力の測定が可能であり、本試験
では減圧器２３とブルドン管式圧力ａ１２５により入口
圧力を１，５ａｔａに設定した。内径１０ｍ５、長さ３
００■のステンレス製の吸着塔２７にイオン交換された
Ｎａ−Ｘ型ゼオライト２８（すなわち第１弄のｌＩＩ＆
１２）を充填した後、吸着塔２７を温度調節浴２９に浸
漬し温度調節浴２９を一５０℃〜３０℃に設定する。そ
の後、パルプ２４ 、２６を閉じ、パルプ３０を開にし
、真空ポンプ３１で吸着塔内を０１〜Ｑ、５ａＬａに減
圧した。ひき続きパルプ３０を閉にし、パルプ２４及び
２６を開にして加圧空気を吸着塔２７へ流過させ、フロ
ート式流量３１３２を通じて酸素濃度計３３に全量流入
させて出口側０２濃度を計測し、更にこのデーターは自
記式記録計３４で記録した。まだ、吸着塔２７内のイオ
ン交換されたＮａ−Ｘ型ゼオライト２８に吸着量れたＮ
２は、ノくルプ２４及び２６を閉じ、パルプ３０を開に
し、真空ポンプ３１で吸着塔内を０．１〜０．５ａｔａ
に減圧することで容易に離脱されるので、そのときの脱
着ガス量を積算流量計３５で、脱着ガス濃度を酸素濃度
計３６でそれぞれ計測した。
以上の操作方法で第７図に記載された装置で吸着試験を
行なった。この時の装置の操作諸元を第３表に示す。
行なった。この時の装置の操作諸元を第３表に示す。
第３表の操作条件で空気からの０２．Ｎｚ吸着試験を行
なった。結果は第８，９図にそれぞれ示す。
なった。結果は第８，９図にそれぞれ示す。
第８図において、横軸は脱着圧力を、縦軸は吸着ガス量
を示し、図中、○印はＮ２の吸着ガス量を、０印は０２
の吸着ガス量を示す。その時の吸着温度は一３０℃とし
だ。
を示し、図中、○印はＮ２の吸着ガス量を、０印は０２
の吸着ガス量を示す。その時の吸着温度は一３０℃とし
だ。
第８図から判るように０２吸着ガス量は脱着圧力Ｐ＋に
かかわりなく、はぼ一定の値を示すが、Ｎ２吸着ガス量
は脱着圧力Ｐ１の低下と共に上昇する。
かかわりなく、はぼ一定の値を示すが、Ｎ２吸着ガス量
は脱着圧力Ｐ１の低下と共に上昇する。
第９図において、横軸は吸着温度を、縦軸は吸着ガス量
を示し、図中○印、０印の記号は第８図に対応する。そ
のときの脱着圧力ｐ、はＯ，１ａＬａとしだ。
を示し、図中○印、０印の記号は第８図に対応する。そ
のときの脱着圧力ｐ、はＯ，１ａＬａとしだ。
第９図から判るように同一条件のもとでは、冷却ととも
に吸着ガス量はＯｘ 、 ｔｈ共漸次上昇するが、０２
のゆるやかな上昇に比べ、Ｎ２は０℃付近から急激に上
昇し一３０℃付近で安定した。またＮａ、−Ｙｙ！１ゼ
オライトについても上記と同様の試験を行なったところ
、上記と同様の結果が得られた。
に吸着ガス量はＯｘ 、 ｔｈ共漸次上昇するが、０２
のゆるやかな上昇に比べ、Ｎ２は０℃付近から急激に上
昇し一３０℃付近で安定した。またＮａ、−Ｙｙ！１ゼ
オライトについても上記と同様の試験を行なったところ
、上記と同様の結果が得られた。
以上の事から判るように、本発明のイオン交換されだＮ
ａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙ型ゼオライトは、脱着圧力をより低圧
側、吸着温度をより低温側で操作することにより、０２
ｅ、着量をお孕え、Ｎ２吸着量のみを増大させることが
できる特異的な結果を得た。
ａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙ型ゼオライトは、脱着圧力をより低圧
側、吸着温度をより低温側で操作することにより、０２
ｅ、着量をお孕え、Ｎ２吸着量のみを増大させることが
できる特異的な結果を得た。
以上説明した本発明の効果は、従来のいかなる文献にも
示唆されておらず、更に適当な吸着圧力、脱着圧力及び
冷却条件下で操作を行なう事により、極めて少ない動力
原単位で９Ｄ％を１廻る高純度０２を容易に得る方法を
提供するものである。
示唆されておらず、更に適当な吸着圧力、脱着圧力及び
冷却条件下で操作を行なう事により、極めて少ない動力
原単位で９Ｄ％を１廻る高純度０２を容易に得る方法を
提供するものである。
第１図は本発明の０２ 、 Ｎ２分離方法を実施するだ
めの装置の例示図、第２図は本発明の吸着剤のイオン交
換率と動力原単位との関係を示すグラフ、第３図は本発
明の吸着剤のイオン交換率と出口０２濃度との関係を示
すグラフ、第４図は吸着圧力と動力原単位との関係を示
すグラフ、第５図は脱着圧力と動力原単位との関係を示
すグラフ、第６図は温度と吸着塔出口０２濃度との関係
を示すグラフ、第７図は本発明の吸着剤の０２、Ｎ２吸
着ガス量を計測するだめの装置の概略図、第８図は本発
明の吸着剤を用いた場合の脱着圧力と吸着ガス量の関係
を示すグラフ、第９図は本発明の吸着剤を用いた場合の
温度と吸着ガス量との関係を示すグラフである。 第１頁の続き
めの装置の例示図、第２図は本発明の吸着剤のイオン交
換率と動力原単位との関係を示すグラフ、第３図は本発
明の吸着剤のイオン交換率と出口０２濃度との関係を示
すグラフ、第４図は吸着圧力と動力原単位との関係を示
すグラフ、第５図は脱着圧力と動力原単位との関係を示
すグラフ、第６図は温度と吸着塔出口０２濃度との関係
を示すグラフ、第７図は本発明の吸着剤の０２、Ｎ２吸
着ガス量を計測するだめの装置の概略図、第８図は本発
明の吸着剤を用いた場合の脱着圧力と吸着ガス量の関係
を示すグラフ、第９図は本発明の吸着剤を用いた場合の
温度と吸着ガス量との関係を示すグラフである。 第１頁の続き
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１Ｎａ −Ｘ、Ｎａ−Ｙに代表されるナトリウムフ
ァウジャサイトのＮａイオンの少なくとも３０〜１００
％をＳ［イオンでイオン交換した後、４５０℃以上の条
件で熱処理してなる低温用Ｎ２吸着剤。 ｉ２１ Ｎａ−Ｘ、Ｎａ−Ｙに代表されるナトリウムフ
ァウジャサイトのＮａイオンの少なくとも３０〜１００
％をＳ「イオンでイオン交換した後、４５０℃以上の条
件で熱処理してなる低温用Ｎ２吸着剤を充填した少なく
とも２塔以上の吸着塔において、第１吸着塔内が大気圧
〜３ ａｔａの圧力になるように空気を圧送してＮ２を
選択的に吸着させて該吸着塔から高純度０２又は０２富
化空気を流出させ、他方の第２吸着塔は０．５ａｔａ〜
００８ａ’ｔａの圧力に減圧して吸着Ｎ２を流出させて
上記吸着剤を再生させ、かつこれら全工程を室温以下の
冷却条件下で行なうことを特徴とする空気より０２．
Ｎ２を分離する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18811983A JPS6078638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18811983A JPS6078638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078638A true JPS6078638A (ja) | 1985-05-04 |
Family
ID=16218037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18811983A Pending JPS6078638A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078638A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132600A (ja) * | 1974-09-12 | 1976-03-19 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Koresuterooruobunrisuruhoho |
| JPS6068052A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Zenji Hagiwara | ゼオライト系組成物からなる酸素と窒素との分離剤 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18811983A patent/JPS6078638A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132600A (ja) * | 1974-09-12 | 1976-03-19 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Koresuterooruobunrisuruhoho |
| JPS6068052A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Zenji Hagiwara | ゼオライト系組成物からなる酸素と窒素との分離剤 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3996028A (en) | Process for purification of argon from oxygen | |
| JPH11518A (ja) | 温度スイング吸着方法 | |
| EP0040935A2 (en) | Oxygen adsorbent and process for the separation of oxygen and nitrogen using same | |
| JPH0459926B2 (ja) | ||
| JPS58128123A (ja) | ガスの分離方法とその装置 | |
| JPH0592120A (ja) | 酸素富化方法 | |
| JPS59179127A (ja) | 低温、低圧条件下での混合気体からの酸素及び窒素の分離方法 | |
| JPS6078638A (ja) | Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 | |
| JPH0378126B2 (ja) | ||
| JPS60231402A (ja) | Ｃａ−Νａ−Ａ，Νａ−Ｘ−Ａｌ↓２Ｏ↓３を使つたΝ↓２吸着塔による酸素製造方法 | |
| JPH0952703A (ja) | ゼオライトによつて圧力振り子吸着を使用してガス混合物から窒素を吸着するための方法 | |
| JPS60127202A (ja) | Ｃａ−Νａ−Ａ，Νａ−Ｘを使ったΝ↓２吸着塔による酸素製造方法 | |
| JPH0255203A (ja) | 高純度酸素製造方法 | |
| JP4119712B2 (ja) | 同位体選択性吸着剤及び同位体の分離濃縮方法並びに同位体分離濃縮装置 | |
| JPH0114164B2 (ja) | ||
| JPS6082135A (ja) | Ν↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ν↓２分離法 | |
| JPH11292514A (ja) | 高濃度オゾンガスの製造方法及びその装置 | |
| JPS5964510A (ja) | アルゴンガスの精製法 | |
| JP2955139B2 (ja) | 窒素吸着剤及び酸素と窒素の分離方法 | |
| JPS59177131A (ja) | Ｎ↓２吸着剤及びそれによるｏ↓２，ｎ↓２分離法 | |
| JPH01138106A (ja) | 窒素製造方法 | |
| JPS60231401A (ja) | Ｃａ−Νａ−Ａ，Νａ−Ｘ−ΝａＣｌを使つたΝ↓２吸着塔による酸素製造方法 | |
| JPH06178933A (ja) | 酸素吸着剤及び酸素と窒素の分離方法 | |
| JPH06178934A (ja) | 酸素吸着剤及び酸素と窒素の分離方法 | |
| JPS6161611A (ja) | 混合気体からの酸素及び窒素の分離法 |